KR930009048B1 - 밀봉패킹, 밀봉패킹 삽입소켓트와 이들로 구성되는 밀봉조인트 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

밀봉패킹, 밀봉패킹 삽입소켓트와 이들로 구성되는 밀봉조인트

제 1 도는 본 발명의 밀봉패킹의 축방향 부분단면도.

제 2 도는 본 발명의 밀봉패킹이 삽입되는 접속될 관의 소켓트를 보인 축방향 부분단면도.

제 3 도는 본 발명의 밀봉패킹과 소켓트를 구비한 밀봉조인트의 단면도.

본 발명은 웅형단부와 소켓트로 구성된 관의 연결용으로 사용되는 것으로, 압축본체와 패킹의 직경방향 외면에 돌출된 환상의 고정돌출단부를 갖는 탄성중합체의 밀봉패킹에 관한 것이다.

본 발명은 또한 밀봉패킹이 삽입될 수 있는 소켓트와 이 패킹과 소켓트로 구성되는 밀봉조인트에 관한 것이다.

이러한 패킹은 한편으로는 연결될 관의 소켓트내면과, 다른 한편으로는 연결될 관의 웅형단부 외면 사이에 삽입되어 방사상 방향으로 압축된 상태에서 사용된다.

그러나 이러한 형태의 패킹에 있어서는 연결될 관의 크기에 대한 허용오차, 일측관의 타측관에 대한 편심과, 이들 관이 연결된 상태에서 이들관의 내부를 순환하는 액체의 압력 때문에 완벽한 밀봉이 이루어질 수 없는 경우가 있다.

대형 패킹의 크기를 결정하는 이러한 조건에 소켓트내에 웅형단부를 결합시키는 것이 한정되게 제한되는 상반된 조건이 부가되므로서 상기 패킹의 크기가 제한된다.

상기 형태의 밀봉패킹에 대하여는 프랑스특허 제 2,554,205 호로부터 잘 알려져 있으며, 이 특허문헌의 밀봉패킹은 고정돌출단부가 환상압축 각부에 의하여 방사상 내측방향으로 향하여 패킹의 내면에 연장되어 있다.

이에 의하여 소켓트내에 패킹을 고정하는 기능이 밀봉기능과는 별도로 수행되므로서 패킹의 고정이 돌출단부나 각부를 조합하므로서 수행되는 것에 대하여 밀봉은 소켓트의 저부를 향하여 고정구조부의 연장선상에 있는 압축본체에 의하여 이루어진다.

이러한 패킹에 의한 압력 및 크기허용오차의 범위내에서 실제로 밀봉될 수 있다 하여도 결국은 어떠한 상황에서는 문제가 일어날 수 있다.

실제로 공사현장에서 관은 일측이 타측에 대하여 편심될 수 있을 뿐만 아니라 10° 이상의 각 편차가 수반되어 설치될 수도 있다.

또한 원심주조관의 제작자 사이에 제조상의 크기허용 오차값이 동일하다 하여도 이 허용오차값이 소켓트와 웅형단부의 동일평균직경에 대하여 결정되지 않는 것은 명백하다.

따라서, 관이 최초 어떠한 것이든지 간에 이 관을 원심주조하여 제조하므로서 발생되는 크기의 허용오차를 흡수하는 상기 형태의 밀봉패킹을 제조하여야 한다는 문제가 제기된다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하는 밀봉패킹을 목적으로 한다.

따라서, 본 발명은 관의 소켓트내에 장착하여 사용되는 탄성중합체의 밀봉패킹을 제공하는데 목적이 있다. 이러한 밀봉패킹은 고정구조부와 방사상 방향의 압축으로 자동하는 밀봉본체를 구비하고, 고정구조부는 밀봉패킹의 방사상 방향 외측면에 위치하고 또한 패킹에 대하여 방사상 방향의 돌출부를 형성하는 고정돌출단부와 환상압축각부로 구성된다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 패킹이 삽입되어 사용되는 소켓트를 제작하는데 있다.

끝으로, 본 발명의 다른 목적은 본 발명의 패킹과 소켓트를 구비한 밀봉 조인트를 제작하는데 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도에서 보인 바와같이 X-X축선을 갖는 본 발명의 밀봉패킹(1)은 축방향 길이 L₂를 갖는 고정구조부(2)와, X-X축선을 따라 이 고정구조부(2)의 연장선상에 있으며 축방향 길이 L₃를 갖는 밀봉본체(3)를 가지며, 축방향 길이 L₄를 갖는 중간접속구조부(4)는 고정구조부(2)를 밀봉본체(3)에 일체로 접속한다.

고정구조부(2)의 축방향 길이 L₂는 패킹(1)의 축방향길이 L₁에 대하여 25%-35%이다.

특히 고정구조부(2)의 체적은 밀봉패킹(1)의 전체체적에 대하여 30%-40%를 점한다.

밀봉패킹(1)은 외면이 원통형으로서 직경이 D₁인 고정구조부(2)의 고정돌출단부(5)로 구성된 방사상 외측면을 갖는다. 이 고정돌출단부(5)는 평탄하고 또한 밀봉본체(3)을 향하여 협소한 원추형에 가까운 원추대상면이면서 높이가 "C"이며 패킹(1)의 축선 X-X에 수직인 수직면(7)과, 반경 R의 원호형 단면인 곡면(8)에 의하여 접속구조부(4)의 원추대상면(6)에 접속되어 있다.

원추대상면(6)은 축선 X-X를 따라 밀봉체(3)의 원통면(9)에 연장되어 있다.

제 1 도에 보인 바와같이, 원추대상면(6)은 밀봉본체(3)를 향하여 확대된 원추형이며, 원추대상면(6), 수직면(7)과 곡면(8)을 형성하고, 수직면(7)과 곡면(8)은 높이 H가 C+R로 동일하며, 따라서 내경이 D_1-2H인 측면을 형성한다.

일반적으로 제 1 도에서 보인 바와같이, 밀봉본체의 원통형면(9)의 직경 D₂는 D₁보다 작거나 또는 D_1-2H보다는 크다.

밀봉패킹(1)은 그 내면에서 고정돌출단부(5)의 방사상 방향에 대하여 내측연장선상에, 즉 고정돌출단부(5)에 대항하여 환상각부(10)를 갖는다.

이 환상각부(10)는 직경이 D₁₁인 원통내면(11)과, 축선 X-X에 대하여 거의 원추대상인 원추대상면(13)에 의하여 고정돌출단부(5)에 접속되어 있으며 축선 X-X에 대하여 원추대상인 입구면(12)을 갖는다.

도시된 바와같이, 원추대상의 입구면(12)은 밀봉본체(3)을 향하여 협소하게 된 원추형으로서 정점에 대한 반각은 40°-48°이다. 이에 대한 잇점은 이후 상세히 설명될 것이다.

원추대상면(13)은 밀봉본체(3)을 향하여 확대된 원추형으로서 정점에 대한 반각이 80°이상이다.

밀봉본체(3)은 환상각부(10)에 근접한 그 내면에 정점에 대한 반각이 약 40°인 원추형으로서 고정구조부(2)를 향하여 확대된 원추대상면(14)을 가지며, 이 원추대상면(14)은 내경이 D₁₂이고 축선 X-X의 제 2 원통형 내면(15)에 연속되고 이 내면(15)은 정점에 대하여 반각이 10°-20°이며 또한 고정구조부(2)를 향하여 확대된 원추형의 원추대상면(17)에서 끝난다.

내면(15)의 내경 D₁₂는 환상 각부(10)의 원통내면(11)의 직경 D₁₁보다 작다.

고정구조부(2)의 원추대상면(13)과는 반대측인 밀봉본체(3)의 단부에는 그 횡방향면에 이 횡방향면에 대하여 축방향으로 돌출된 만곡부(16)와, 이 만곡부(16)의 양측에 횡방향면의 일부를 구성하는 두개의 수직면(25)(26)이 형성되어 있다.

수직면(26)은 원추대상면(17)과 작은 삼각형 돌출부(18)를 구성하며, 평탄하고 거의 원추대상이거나 또는 축선 X-X에 수직인 수직면(25)은 밀봉본체(3)의 원통외면(9)에 접속되어 있다.

환상각부(10)와 밀봉본체(3) 사이에서 패킹(1)의 내면에 위치하는 환상요구(19)는 환상각부(10)의 내면(11)을 밀봉본체(3)의 원추대상면(14)에 접속시키며 접속구조부(4)의 방사상 방향의 내측면을 형성한다.

제 1 도에서 보인 바와같이, 환상각부(10)의 내면(11)과 환상요구(19)에 의하여 구성된 모서리부분은 고정돌출단부(5)를 측방향으로 한정하는 수직면(7)과 직각으로 배치된다.

환상요구(19)와 만곡면(8)에 직각인 패킹(1)의 최소두께 e와 고정돌출단부(5)의 높이 H의 비율은 1.3-2.5이다.

실제로 프랑스특허 제 2,554,205 호에 기술된 내용과는 반대로, 특히 연결될 두개의 관 사이에 최대의 편심과 각 편차를 감안하는 경우에, 고정돌출단부(5)는 충분한 높이 H를 갖는 것이 중요하다.

더욱이, 환상각부(10)와 조합되어 고정돌출단부(5)에 의하여 얻게되는 고정효과가 충분히 유지될 수 있도록 고정돌출단부(5)의 높이 H와 밀봉본체의 두께 E의 비율은 0.2이상이어야 한다.

좋기로는 H/E의 비율이 0.25-0.38인 것이 좋다.

또한 패킹(1)을 구성하는 탄성중합체의 조기열화현상을 방지하는 패킹(1)의 적절한 압축비를 유지하도록 패킹이 흡수하여야 하는 허용오차의 범위내에서 실질적인 밀봉이 이루어지도록 하기 위하여 A를 고정돌출단부(5)와 환상각부(10)에 직각인 밀봉패킹의 두께라 할 때에 A/E의 비율이 0.80-1, 좋기로는 0.85-0.95이고 (D₁₁-D₁₂)/(2 E)의 비율이 0.18 이하, 좋기로는 0.2-0.3사이에 놓여야 한다.

제 2 도에서 보인 바와같이, 상기한 형태의 밀봉패킹(1)은 연결될 관의 축선 X-X을 갖는 소켓트(30)내에 장착되도록 사용된다.

소켓트(30)는 그 입구단부에 내향플랜지(31)가 형성되어 있고 이에 연속되는 원추대상면(33)으로 구성된 환상요구(32)가 형성되어 있으며, 이 환상요구(32)는 소켓트(30)의 저부를 향하는 직경이 D₃₁인 원통면(34)으로 이어지며 이 원통면(34)은 방사상 내측방향으로 향하여 평탄하고 거의 원추대상형이며 축선 X-X에 수직인 평탄면(35)에서 끝난다.

상기 평탄면(35)은 소켓트(30)의 저부를 향하는 돌출곡선면(36)과 원추대상면(37)으로 연장되고 이 원추대상면(37)은 최종적으로 소켓트(30)의 환상요구(32)를 구성하는 원통면(34)의 직경 D₃₁보다 작은 직경 D₃₂를 갖는 원통면(38)에 접속된다.

제 2 도에서 보인 바와같이, 원추대상면(37)은 소켓트(30)의 저부를 향하여 확대된 원추형이다.

이와같이 소켓트(30)의 내면은 패킹(1)의 외형에 상응하는 형상을 갖는다.

원통면(38)은 소켓트(30)의 저부에서 이 원통면(38)의 길이를 한정하는 방사상의 정비부(39)로 끝난다.

제 3 도에서 보인 바와같이, 상기한 형태의 밀봉패킹(1)이 관 T₁의 소켓트(30)내에 장착되어 사용된다. 고정돌출단부(5)는 소켓트내에서 이 소켓트의 환상요구(32)에 삽입되고 패킹(1)의 원추대상면(6), 수직면(7), 곡면(8)과 원통외면(9)은 소켓트(30)의 대응하는 수직면(35), 돌출곡선면(36), 원추대상면(37)과 원통면(38)에 접촉된다.

프랑스특허 제 2,554,205 호에 기술된 바와같이, 다음으로 관 T₂의 웅형단부(40)가 소켓트(30)내에 삽입되고 웅형단부가 환상각부(10)가 압축되게 하므로서 고정돌출단부(5)가 소켓트(30)의 환상요구(32)내에 압압된다.

이로써 소켓트(30)내에 밀봉패킹(1)이 안정된 상태로 장착되고 또한 소켓트(30)내에 웅형단부(30)가 삽입될 때에 고정돌출단부(5)가 압축되면서 밀봉패킹(1)으로부터 소켓트(30)의 저부를 향하여 이동되는 것이 방지된다.

소켓트(30)의 특수형상은 고정돌출단부의 높이 H와 원심주조방법에 관하여서는 상기 언급된 조건에 관계가 있다.

실제로 고정돌출단부(5)에 밀봉본체(3)가 직접 접촉되는 경우(프랑스 특허 제 2,554,205 호의 경우와 같이)높이(H)를 고려하여 고정돌출단부의 외경은 환상요구(32)와 직각인 소켓트(30)의 두께가 이 소켓트(30)의 실제 기계저항을 가능하게 할 정도로 충분히 설정되지 않는다.

따라서, 밀봉본체(3)의 두께 E에 대하여 충분한 고정돌출단부(5)의 높이 H를 얻음과 동시에 이에 대응하여 소켓트(30)의 환상요구(32)와 직각인 이 소켓트의 두께를 작게하지 않는 것이 좋다.

패킹(1)의 원추대상면(6), 수직면(7)과 곡면(8)(그리고 소켓트 30의 대응하는 면 35,36,37)에 의하여 구성되는 요입부를 이용하여 제작된 고정 돌출단부를 사용하므로서 충분한 고정돌출단부의 높이를 얻을 수 있으나 이 요입부가 없다면 고정돌출단부(5)의 높이는 단순히 (D₁-D₂)/2와 같게 된다. 여기서 D₁은 고정돌출단부(5)의 직경이고 D₂는 밀봉본체(3)의 원통형 외면(9)의 직경이다.

또한 환상각부(10)의 원추대상면(12)은 그 정점의 반각이 특정값이므로 삽입될 웅형단부가 그 단부부분에서 경사면이 형성되어 있지않거나 불완전한 경우와, 동일하게 일측관의 타측관에 대한 각 편차가 10° 이상인 경우에도 일측의 접속될 관의 웅형단부를 타측의 접속될 관의 소켓트내에 삽입될 수 있도록 한다.

또한 정지부(30)은 소켓트(30)의 저부로부터 밀봉패킹(1)의 이동을 제한한다.

이러한 관내에 액체가 높은 압력에서 순환할 때에 밀봉패킹(1)의 체적 전체에 대하여 고정구조부(2)의 상대체적에 의하여 소켓트로부터 패킹의 이탈을 방지할 수 있다.

끝으로, 밀봉패킹(1)의 원추대상면(13)과 소켓트(30)의 원추대상면(33)이 협동하므로서 고정돌출단부(5)가 환상요구(32)내에 완전히 삽입될 수 있다.

이와같이 하므로서, 본 발명의 밀봉패킹과 소켓트에 의하여 원심주조관의 제작허용오차 전체를 흡수하는 밀봉조인트를 제작할 수 있고 또한 소켓트로부터 패킹이 이탈하는 것을 방지함과 동시에 10° 이상의 각 편차가 있어도 일측관의 웅형단부를 타측관의 소켓트내에 삽입할 수 있도록 한다.

Claims (7)

1. 관(T₁)의 소켓트(30)내에 장착되어 사용되는 축선 X-X를 갖는 탄성중합체의 밀봉패킹(1)에 있어서, 이 밀봉패킹(1)이 두께가 A이고, 내경이 D₁₁인 고정구조부(2)와, 두께가 E이고 내경이 D₁₁이면 방사상 방향으로 압축될 수 있는 밀봉본체(3)를 가지고, 이 밀봉패킹(1)내에는 고정구조부(2)가 밀봉패킹(1)의 방사상 외면에 위치하고 이 밀봉패킹(1)에 대하여 높이가 H인 방사상 외측 요입부를 형성하는 고정돌출단부(5)와, 압축가능한 환상각부(10)로 구성되며 높이 H와 두께 E의 비율이 0.2이상임을 특징으로 하는 밀봉패킹.
2. 청구범위 1항에 있어서, 밀봉본체(3)에 대하여 고정구조부(2)의 두께의 비 A/E가 0.80-1이고, 비율(D₁₁-D₁₂)/(2 E)가 0.18이상임을 특징으로 하는 밀봉패킹.
3. 청구범위 1항에 있어서, 밀봉패킹(1)의 외면이 고정돌출단부(5)로 구성되고 이 고정돌출단부(5)가 축선 X-X를 따라 내경이 고정돌출단부(5)의 직경 D₁보다 작은 접속구조부(4)의 요입면으로 연장되며, 이 요입면 자체는 직경 D₂가 요입면의 직경보다 크고 고정돌출단부(5)의 직경 D₁보다 작은 밀봉본체(3)의 원통외면에 연장됨을 특징으로 하는 밀봉패킹.
4. 청구범위 1항에 있어서, 환상각부(10)의 정점의 반각이 40°-48°이고 원추대상면(12)에 의하여 고정돌출단부에 접속되는 원추대상면(13)을 가짐을 특징으로 하는 밀봉패킹.
5. 청구범위 4항에 있어서, 환상각부(10)의 원추대면(13)을 고정돌출단부(5)에 접촉하는 면이 정점의 반각이 80° 이상인 원추대상임을 특징으로 하는 밀봉패킹.
6. 밀봉패킹(1)이 삽입되어 사용되는 소켓트(30)에 있어서, 이 소켓트(30)가 입구의 내향플랜지(31)에 연속되고 직경이 D₃₁인 환상요구(32)를 가지며, 이 환상요구(32)가 축선 X-X를 따라서 돌출형의 곡선면(36)과 원추대상면(37)으로 연장되고 환상요구(32)의 직경 D₃₁보다 작은 직경 D₃₂를 갖는 원통면(38)에 접속됨을 특징으로 하는 밀봉패킹 삽입 소켓트.
7. 소켓트(30), 밀봉패킹(1)과 관의 웅형단부로 구성되는 밀봉조인트에 있어서, 밀봉패킹(1)의 외면이 소켓트(30)의 내면에 대응하는 외형을 가짐을 특징으로 하는 밀봉조인트.

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